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解密黑科技:天津市首个零能耗智慧建筑如何实现零能耗?
日期: 2020-07-23
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  垃圾桶也能向小屋传输电能、路灯无需外接电源就可自动开启、室内空调能够自动感知体温……在天津,一座主要依靠太阳能作为能源供给,利用先进智能控制技术实现“零能耗”“恒温”“恒湿”的“0+小屋”正走进人们的视野。

  “0+小屋”中的“0”即代表零能耗,小屋建筑面积仅为135平方米。虽然小,但却是天津市首个零能耗智慧建筑。

  “0+小屋”所需能源全部实现100%绿色能源自给,并通过智能控制实现了建筑运行的“零能耗”,也因此成为中新天津生态城(惠风溪)智慧能源小镇示范项目之一。“0+小屋”的零能耗是如何实现的?其中又蕴藏着哪些“黑科技”?

  

解密黑科技:天津市首个零能耗智慧建筑如何实现零能耗?


  图1:位于中新天津生态城科技园区内的“0+小屋”


  100%绿色能源自给自足

  走进中新天津生态城科技园区,一座屋顶布满太阳能光伏板的白色小屋格外引人注目。道路两旁,闪闪发光的光伏地砖、矗立的光伏路灯杆以及造型别致的光伏垃圾桶无不体现着绿色与建筑的完美结合。

  “0+小屋”内部共设置“调蓄空间”“绿色氧吧”“零能耗概念空间”“智慧家居体验空间”和“智慧商务体验空间”五个部分,室内热水器、洗衣机等各类家用电器配备齐全,小屋用能设备目前维持正常运行,可随时向参观者展示。

  “为最大限度利用屋顶、路面等可用空间,我们铺设了60块光伏板,总装机容量为20.7千瓦。在光照条件较好情况下,每日可发电60度,完全可满足小屋本身20度左右的用能需求。”国网天津市电力公司滨海供电分公司营销部客户经理贺瑞对记者说。

  据了解,“0+小屋”自今年4月运行以来,总发电量已达到3800度,是其用电的两倍。

  采访中记者了解到,“0+小屋”建筑内用热、用电完全自给自足,多余电量还可并网。小屋同时配备了40千瓦时的储能设施,可将多余电能存储起来,在夜间和光照不足情况下为建筑内用电设备供电,实现综合能源控制。

低能耗建筑 被动房


图2:北京中汇能宜居设计的被动房小屋


  目前,我国已有不少这样的样板房。在被动房推广应用大省河北省的三楷深发集团公司里,就有这样一座非常奇妙的被动房。如图2所示,小编我还亲自走进去体验了一番。当日室外温度达到37度以上,而没有空调等任何电器设备的被动房内温度却凉爽宜人,室内温度被控制在26度以下。一年四季,人体感应最舒适的温度就是20-26度。所以,在被动房内没有丝毫不舒适。


  “智慧+”实现建筑能源高效管控

  光伏+建筑的一体化设计为“0+小屋”带来了源源不断的绿色能源,而“0+小屋”的“大脑”——零能耗建筑运行系统管理平台,则为建筑内的有限能源提供了高效管控的节能方案。

  “零能耗建筑运行系统管理平台,可以清晰记录光伏发电量、储能充电量、负荷用电量等信息,以及温度、湿度等环境状况,通过系统分析后,可自动调节居家、办公等不同区域的用能设备,以满足不同用户的用能需求。”贺瑞说。

  值得一提的是,系统管理平台中的“家庭能量路由器”还可对电网、光伏、储能以及家用电器之间的能量传输进行智能控制,将室内用能模式自动切换为智能、节能、舒适和个性等不同场景,以实现“0+小屋”零能耗运行目标。

  此外,该系统还采用了交直流微网和新一代智能电表,可实现能量转换效率超95%,同时还能实时查看家中每个电器的实时能耗、用电分析等数据信息,为用户提供用能“管家式”服务。

  成零能耗“样板”

  据了解,为进一步降低建筑的能源损耗,“0+小屋”同步推行了“被动房”建筑节能技术,“全身”采用“绿色保温”材料,阻断内外热交换,使建筑能耗水平较国家标准降低85%以上。

  除此之外,“0+小屋”内建有的“调蓄空间”和“绿色氧吧”在实现建筑节能降耗方面也是功不可没。

  “‘调蓄空间’可有效减少因人员进出、空气交换产生的能量损耗,而‘绿色氧吧’则可为室内带来更多湿润清新的氧气。”贺瑞说。

  “0+小屋”项目不仅是高效电能转换装置、智慧能源调配系统以及直流节电设备综合应用的探索,其对于天津乃至我国发展绿色节能建筑也具有重要示范意义。

  中新天津生态城管理委员会上述负责人指出:“‘0+小屋’的建设推广为中新天津生态城推进节能减排发挥了重要作用,也为智慧+绿色建筑发展提供了‘样板’。”

  “下一步,生态城计划以办公用房为试点进行改造,加装储电设备及能源监测系统,将其改造为近零能耗或零能耗建筑,进一步推广‘0+小屋’模式。”中新天津生态城建设局配套科副科长王立曾表示。

  “未来,我们将继续深入推进跨专业技术、跨业态模式、跨传统体制,协同创新,让绿色建筑与智慧能源能够更有效结合。”贺瑞亦表示。

  原标题:天津市首个零能耗智慧建筑来了!“0+小屋”为零能耗建筑发展探路

  中国城市能源周刊

  本报实习记者 张金梦

解密黑科技:天津市首个零能耗智慧建筑如何实现零能耗?

  国内技术领先的被动房宜居建筑集成服务平台

  北京中汇能宜居建筑设计咨询有限公司是中国被动式超低能耗建筑产业技术创新战略联盟的理事单位,是河北省、黑龙江省被动式超低能耗居住建筑节能设计标准的参编单位,拥有自主知识产权的PHD低能耗建筑模拟计算软件,已为中国首批中德被动式建筑节能示范项目“在水一方”“辰能溪树庭院”“河北建科院科研中心楼”等近30个超低能耗示范项目证书提供了建筑能耗及一次能源的计算数据。公司凭借专业的技术和施工队伍,已完成多个低能耗建筑项目的设计咨询、模拟计算、被动房改造和精装,赢得客户广泛认可。

  公司未来将继续专注被动房软件的开发与设计,探索被动房到产能房的技术创新,为构建节能、低碳环保的新型节约型社会贡献力量。





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